管理9500万美元开发大型增材制造技术，近距离了解美国应用科学与技术研究组织的3D打印举措

| 3DScienceValley · 2022/09/09

2022年8月24日，美国应用科学与技术研究组织（ASTRO America）宣布将管理一项价值9500万美元的其他交易授权（OTA），用于美国陆军开发增材制造和先进制造技术（为期5年）。作为一家非盈利组织，这意味着ASTRO将积极寻找合适的行业研发与制造企业，完成这项OTA合作。

推进无接缝车体
© ASTRO

无接缝车体

美国应用科学与技术研究组织-ASTRO在推进增材制造方面的研究正在加速，根据国防制造的报道，就在2021年4月，美国陆军就曾授予美国应用科学与技术研究组织（ASTRO America）“无接缝车体增材制造”项目合同，目标是通过对现有增材搅拌摩擦沉积等技术进行升级，开发世界最大的金属增材制造系统。新系统最大成形尺寸达9.144米×6.096米×3.658米，计划于2022年第四季度建成，既可用于制造战车的整体车体等大型零件，也可用于潜艇部件、机身等其他武器系统的制造和维修。

搅拌摩擦焊增材制造技术是3D打印技术类别中的一种
© 3D科学谷白皮书

此次的9500万美元的投入将加强美国应用科学与技术研究组织在4月获得技术升级能力。通过该项OTA，ASTRO将利用其当前全球最大3D打印机进一步开发大尺寸组件，并且形成基于材料的工艺应用和探索能力。
据悉，由ASTRO America管理的“无缝车体项目”是由国防部支持的国家制造业创新机构LIFT承包的。无疑，无缝车意味着结构一体化，3D打印的一体化结构实现，即用最少的部件配置满足最多的技术性能需求。而通过3D打印实现一体化结构是一种具有代表性的为增材制造而设计（Design for additive manufacturing，DfAM）的结构。以增材制造的思维去设计时，需要突破以往通过铸造、压铸、机械加工制造所带来的思维限制，这个过程是充满挑战的。

根据3D科学谷的市场观察，随着结构一体化在军事领域应用的切入，将实现由“点”及“面”，从一个角落瞬间“掀起”，“跳跃”起来，塑造变化的大局，而3D打印在实现结构一体化方面有着天然的快速制造的优势，必将在未来5年内跑赢技术竞赛，将实现由“点”及“面”的应用发展获得一条新的上升路线。

2021年底，ASTRO America还完成了美国国防高级研究计划局（DARPA）委托进行的研究，以加快。这项研究详细介绍了一项全面的，端到端的超音速生产加速器设施（HPAF）的设计计划，以将整个供应链整合到一个屋檐下。

高超声速生产加速器（HPAF）

2020 年 9 月 22 日,ASTRO America还宣布完成一项由美国国防高级研究计划局 (DARPA) 委托的研究，以加快高超音速武器系统的关键制造能力，推进高超音速导弹的3D打印。ASTRO America详细介绍了新制造解决方案如何克服分散的供应链和避免车辆测试的延迟。

高超音速武器系统的开发在推高成本和开发时间方面具有很强的周期性，ASTRO准确地解释了如何将高超音速的政府客户和每个制造层级的技术开发商——材料供应商、工厂设备供应商、推进开发商和领先的系统集成商——同步合作，确保整个承包商/分包商团队同步为这些关键武器系统量身定制制造工艺。

AM Forward

COVID 疫情大流行及其由此产生的经济影响凸显了全球供应链中各个主要行业、工业基础各个层级的长期脆弱性。缺乏零件供应成为了最昂贵的代价，根据此前《拜登政府启动增材制造前进计划，并呼吁国会通过两党创新法案》一文，为了提高美国供应链的弹性，美国政府与几家大型标志性美国公司一起推出了增材制造前进 (AM Forward)计划，这是一项自愿的公私合营协议，将扩大美国中小型供应商的 3D 打印使用范围。

在履行小批量高混合零件 (LVHM) 订单的供应商中，挑战尤其严峻，目前小批量高混合零件（LVHM ）普遍延迟和短缺，再加上通货膨胀和工厂关闭。这些影响波及到关键行业的发展，包括航空和能源以及汽车、医疗设备，甚至与国家安全相关的重要行业。

ASTRO America 是各方的召集者和 AM Forward 的实施者，帮助合作伙伴公司支持其供应商采用增材制造 (AM)-3D 打印技术。计划通过新颖的设计将 LVHM 零件的交货时间缩短低至 90%。为实现这些目标，AM Forward计划中参与的大公司明确承诺增加对中小企业通过增材制造（3D 打印）交付的零件需求，并为中小企业提供培训机会，提供详细的技术援助，并参与标准制定。

知之既深，行之则远。基于全球范围内精湛的制造业专家智囊网络，3D科学谷为业界提供全球视角的增材与智能制造深度观察。有关增材制造领域的更多分析，请关注3D科学谷发布的白皮书系列。